[发明专利]采用线阵CCD摄像机的交互式电子白板

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用线阵CCD摄像机的交互式电子白板，可以实现输入光笔或手指等遮挡物在白板上坐标的高精度探测定位。

背景技术

交互式电子白板系统目前广泛应用于教育、办公等场合。交互式电子白板可以和投影机联合使用，其优点在于它可以借助投影机或显示器，把人们在白板上书写的内容通过投影机或显示器显示出来，从而抛弃传统的黑板和粉笔。

交互式电子白板的关键技术在于书写笔的位置探测，目前现有的交互式电子白板的探测技术包括红外线、超声波以及CCD探测器。红外线探测技术是把红外发光二极管一个接一个的安置于白板的一侧，与其相对的另一侧放置一排光电探测器。当笔或其他物体遮挡住红外光时，光电探测器上会产生阴影，根据阴影的位置可计算出遮挡物的位置。但由于发光二级管和光电探测器的体积较大，在白板四周排列时发光管和探测器的个数有限，因此分辨率不是很高。此外由于发光二级管发出的光平行性较差，因此笔在探测器阵列上的阴影大小和遮挡物离探测器的远近有关系。这也影响了测量的精度。

采用CCD探测器的技术有几种，一是采用CCD面阵，在白板的法线方向上安装CCD摄像机对白板进行拍摄，当发光笔在白板上书写时，在CCD上可以拍摄到一个光点，通过计算光点在CCD面阵中的位置可以测定光笔的位置。其缺点是CCD摄像机安装在远离白板的地方，不能和白板合成一体。另一种方法是采用CCD线阵，在白板上方左右角上各安置一个CCD摄像机，这样光笔和二个摄像机构成一个三角形。通过二台CCD摄像机可以测得光笔对二台CCD的夹角，通过求三角形的交点可以得到光笔的位置。在这种方法中，当笔离二台摄像机的连线较近时，由于三角形趋向于一条直线，会造成探测精度降低。此外由于只采用了二个CCD探测器，每个CCD必须探测整个白板平面，而CCD镜头有一定的景深，当笔接近CCD相机时，CCD上的光点成像就会变得很模糊，这同样降低了探测位置的精度。而且由于CCD分辨率自身的限制，使得测量精度不可能高于单个CCD的自身物理分辨率。

当前由于投影机的分辨率在不断提高以及无缝拼接显示技术的发展，交互式电子白板也提出了不断提高探测分辨率及定位精度的要求。本发明通过多个CCD摄像机，分区域测量，解决了CCD摄像机的景深造成的测量误差，同时通过测量坐标的拼接，突破了单个CCD的分辨率限制，提高了测量精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用线阵CCD摄像机的交互式电子白板。可以大大提高分辨率和定位精度。

一种采用线阵CCD摄像机的交互式电子白板包括第一组线阵CCD摄像机、第二组线阵CCD摄像机、第三组线阵CCD摄像机、第四组线阵CCD摄像机、CCD信号转换电路、发光笔、白板，其中白板的四周每组线阵CCD摄像机至少有一个线阵CCD摄像机，整个白板被平分成至少四个测量区域，其中第一组线阵CCD摄像机测量屏幕上C、D区域的横向位置，第二组线阵CCD摄像机测量A、B区域的横向位置，第三组线阵CCD摄像机测量A、C区域的纵向位置，第四组线阵CCD摄像机测量B、D区域的纵向位置。

所述的在白板上书写的发光笔笔端向平行于白板面的四周发射光线，光点位置至少被每组线阵CCD摄像机探测到。光笔包括干电池、光源、导光棒、散射段和笔壳，笔壳设有相连接的电池、光源，光源前方设有导光棒，导光棒前端设有散射段。

CCD信号转换电路：单片机分别与第一CCD信号采集电路、第二CCD信号采集电路、第三CCD信号采集电路、第器CCD信号采集电路、USB转换芯片相连。

第一CCD信号采集电路、第二CCD信号采集电路、第三CCD信号采集电路、第器CCD信号采集电路相同，其中第一CCD信号采集电路：第一组线阵CCD摄像机与域值触发器、单片机相连接，第一组线阵CCD摄像机与单片机相连接，脉冲信号发生器与单片机的第一路计数器、第二路计数器相连接。

另一种采用线阵CCD摄像机的交互式电子白板包括第一组线阵CCD摄像机、第二组线阵CCD摄像机、第三组线阵CCD摄像机、第四组线阵CCD摄像机、CCD信号转换电路、白板、LED发光管、散射板，其中白板的四周每组线阵CCD摄像机至少有一个线阵CCD摄像机，电子白板四周排布LED发光管，在发光管前侧加散射板，每组线阵CCD摄像机置于LED层上端，整个白板被平分成至少四个测量区域，其中第一组线阵CCD摄像机测量屏幕上C、D区域的横向位置，第二组线阵CCD摄像机测量A、B区域的横向位置，第三组线阵CCD摄像机测量A、C区域的纵向位置，第四组线阵CCD摄像机测量B、D区域的纵向位置。